Spis treści. Wstęp 13

Podobne dokumenty
Wykaz ważniejszych oznaczeń i jednostek Przedmowa Wstęp 1. Charakterystyka obecnego stanu środowiska1.1. Wprowadzenie 1.2. Energetyka konwencjonalna

Spis treści. Wykaz ważniejszych oznaczeń i jednostek 13 Przedmowa 17 Wstęp Odnawialne źródła energii 72

Proekologiczne odnawialne źródła energii / Witold M. Lewandowski. - Wyd. 4, dodr. Warszawa, Spis treści

Proekologiczne odnawialne źródła energii : kompendium / Witold M. Lewandowski, Ewa Klugmann-Radziemska. Wyd. 1 (WN PWN). Warszawa, cop.

IV. PREFEROWANE TECHNOLOGIE GENERACJI ROZPROSZONEJ

Krzysztof Stańczyk. CZYSTE TECHNOLOGIE UśYTKOWANIA WĘGLA

Energia słoneczna i cieplna biosfery Pojęcia podstawowe

Energia słoneczna docierająca do ziemi ma postać fali elektromagnetycznej o różnej długości. W zależności od długości fali wyróżniamy: Promieniowanie

PLAN DZIAŁANIA KT 137. ds. Urządzeń Cieplno-Mechanicznych w Energetyce

gospodarki energetycznej Cele polityki energetycznej Polski Działania wspierające rozwój energetyki odnawialnej w Polsce...

Bezemisyjna energetyka węglowa

KLASTER CZYSTEJ ENERGII

Energetyka odnawialna w procesie inwestycyjnym budowy zakładu. Znaczenie energii odnawialnej dla bilansu energetycznego

Specjalność ZRÓWNOWAŻONA ENERGETYKA. Nowe i odnawialne źródła energii

STAN OBECNY I PERSPEKTYWY WYKORZYSTANIA OGNIW PALIWOWYCH

Polityka energetyczna Polski do 2050 roku rola sektora ciepłownictwa i kogeneracji

Komfort Int. Rynek energii odnawialnej w Polsce i jego prespektywy w latach

Stan obecny i perspektywy wykorzystania energii odnawialnej

Możliwości wykorzystania recyklingu energetycznego odpadowych tworzyw sztucznych do sprężania gazu ziemnego dla potrzeb zasilania

Biogaz i biomasa -energetyczna przyszłość Mazowsza

Spis treści. Wykaz ważniejszych skrótów i symboli... XIII VII

KONWERGENCJA ELEKTROENERGETYKI I GAZOWNICTWA vs INTELIGENTNE SIECI ENERGETYCZNE WALDEMAR KAMRAT POLITECHNIKA GDAŃSKA

BIOPALIWA DRUGIEJ GENERACJI

Ekonomiczno-techniczne aspekty wykorzystania gazu w energetyce

Badania foresightowe w świecie i w kraju

Zielona Energia czyli Rola nauki w rozwiązywaniu zagrożeń cywilizacyjnych

WYSOKOTEMPERATUROWE ZGAZOWANIE BIOMASY. INSTYTUT BADAWCZO-WDROŻENIOWY MASZYN Sp. z o.o.

Spis treści. Wykaz ważniejszych skrótów i symboli

Odnawialne źródła energii

Człowiek a środowisko

OZE - ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII

Uchwała Nr XLI-67/2010

Warszawa, dnia 19 maja 2017 r.

Wykorzystanie biomasy na cele energetyczne w UE i Polsce

Energie odnawialne to takie, których źródła są niewyczerpane i których eksploatacja powoduje możliwie najmniej szkód w środowisku.

Technologie OZE. Wpływ inwestycji na środowisko przyrodnicze. Stefan Pawlak Wielkopolska Agencja Zarządzania Energią Sp. z o.o.

Wydział Mechaniczno-Energetyczny

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

KARTA PRZEDMIOTU RACJONALNE UŻYTKOWANIE ENERGII RATIONAL EXPLOITATION OF ENERGY. Zakład Techniki Cieplnej

Przedstawiciel branży OZE. Podstawy prawne OZE

ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNYCH w Gorzowie Wlkp. Technik energetyk Technik urządzeń i systemów energetyki odnawialnej

PROF. DR HAB. INŻ. ANTONI TAJDUŚ

EKOLOGIA GLOBALNA KLIMAT CO 2 ENERGIA

System handlu emisjami a dywersyfikacja źródeł energii jako wyzwanie dla państw członkowskich Unii Europejskiej. Polski, Czech i Niemiec

Perspektywy rozwoju OZE w Polsce

Biogospodarka Strategiczny kierunek polityki Unii Europejskiej

Tematy prac dyplomowych na kierunku Energetyka

Odnawialne Źródła Energii (OZE)

Odnawialne źródła energii : zestawienie bibliograficzne w wyborze za lata

Wykorzystanie biogazu w systemach kogeneracyjnych

EKOLOGIA GLOBALNA KLIMAT CO 2 ENERGIA

Zanieczyszczenie Powietrza ŹRÓDŁA SKUTKI SUBSTANCJE ZANIECZYSCZAJĄCE

OZE - Odnawialne Źródła Energii

Konkurencja wewnątrz OZE - perspektywa inwestora branżowego. Krzysztof Müller RWE Polska NEUF 2010

Finansowanie infrastruktury energetycznej w Programie Operacyjnym Infrastruktura i Środowisko

Polityka energetyczna w UE a problemy klimatyczne Doświadczenia Polski

Sustainability in commercial laundering processes

PERSPEKTYWY ROZWOJU ENERGETYKI W WOJ. POMORSKIM

Scenariusz zaopatrzenia Polski w czyste nośniki energii w perspektywie długookresowej

PL B1. CIECHANOWICZ WIESŁAW, Warszawa, PL SZCZUKOWSKI STEFAN, Olsztyn, PL BUP 18/05

PROJEKT INDYWIDUALNY MAGISTERSKI rok akad. 2018/2019. kierunek studiów energetyka

Wykorzystanie energii z odnawialnych źródeł na Dolnym Śląsku, odzysk energii z odpadów w projekcie ustawy o odnawialnych źródłach energii

DYLEMATY POLSKIEJ ENERGETYKI W XXI WIEKU. Prof. dr hab. Maciej Nowicki

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

PERSPEKTYWICZNE WYKORZYSTANIE WĘGLA W TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

Dr Sebastian Werle, Prof. Ryszard K. Wilk Politechnika Śląska w Gliwicach Instytut Techniki Cieplnej

Aktualne regulacje prawne wspierające wytwarzanie energii i ciepła z biomasy i innych paliw alternatywnych

Odnawialne źródła energii i pojazdy proekologiczne - Jastrzębska GraŜyna. Spis treści. Przedmowa Wykaz oznaczeń Wykaz skrótów

Innowacyjne układy wytwarzania i przesyłania energii

wodór, magneto hydro dynamikę i ogniowo paliwowe.

Energia odnawialna w Polsce potencjał rynku na przykładzie PGE. mgr inŝ. Krzysztof Konaszewski

SEMINARIUM. Produkcja energii z odpadów w technologii zgazowania Uwarunkowania prawne i technologiczne

Instytut Technologiczno-Przyrodniczy odział w Warszawie. Zakład Analiz Ekonomicznych i Energetycznych

EKOLOGICZNA OCENA CYKLU ŻYCIA W SEKTORZE PALIW I ENERGII. mgr Małgorzata GÓRALCZYK

Stosowanie wieloźródłowych systemów bioenergetycznych w celu osiągnięcia efektu synergicznego

Mikrotechnologie biogazowe i ogniwa paliwowe dla mleczarstwa

Solsum: Dofinansowanie na OZE

System Certyfikacji OZE

BIOETANOL Z BIOMASY KONOPNEJ JAKO POLSKI DODATEK DO PALIW PŁYNNYCH

Konsultacja zmian dla Programu Priorytetowego NFOŚiGW Czysty Przemysł

JEDNOKOMOROWE OGNIWA PALIWOWE

Oferta badawcza. XVI Forum Klastra Bioenergia dla Regionu 20 maja 2015r. dr inż. Anna Zamojska-Jaroszewicz

Przedmiot podstawowy Status przedmiotu Przedmiot do wyboru

BioMotion. Wprowadzenie do dyskusji

AUTOBUSY ELEKTRYCZNO-WODOROWE URSUS BUS S.A.

OGNIWA PALIWOWE SPOSOBY NA KRYSYS ENERGETYCZNY

Wybrane aspekty rozwoju współczesnego rynku ciepła

5.5. Możliwości wpływu na zużycie energii w fazie wznoszenia

Zapotrzebowanie krajowego sektora energetycznego na surowce energetyczne stan obecny i perspektywy do 2050 r.

Przedmiot podstawowy Status przedmiotu Przedmiot do wyboru

ROZDZIAŁ 2: Charakterystyka i ocena aktualnego stanu środowiska Powiatu

Odnawialne źródła energii. Piotr Biczel

Grupa technologii składowych Dziedzina nauki Dyscyplina naukowa. Technologie medyczne (ochrony zdrowia)

3. Rezerwy i zasoby kopalnych surowców energetycznych

WYBRANE TECHNOLOGIE OZE JAKO ELEMENT GOSPODARKI OBIEGU ZAMKNIĘTEGO. Dr inż. Alina Kowalczyk-Juśko

NIeodnawialne źródła energii

WYZWANIA EKOLOGICZNE XXI WIEKU

Wsparcie dla badań i rozwoju na rzecz innowacyjnej energetyki. Gerard Lipiński

Aktualne regulacje prawne dotyczące OZE

Ekologiczne, odnawialne źródła energii

Transkrypt:

Ogniwa paliwowe, wodór, metanol i biomasa szansą rozwoju obszarów wiejskich i zurbanizowanych / Wiesław Ciechanowicz, Stefan Szczukowski. Olsztyn, 2015 Spis treści Wstęp 13 Rozdział 1 Środowisko naturalne pierwotne 19 1.1. Biosfera 19 1.2. Energia słoneczna 19 1.3. Energia kinetyczna wiatrów, wnętrza oceanów i fal morskich jako konsekwencja działania promieniowania słonecznego 20 1.4. Atmosfera 21 1.5. Energia wnętrza skorupy ziemskiej 22 1.6. Energia pływów morskich 24 1.7. Energia rzek 25 1.8. Fotosynteza 25 1.9. Biomasa 26 1.10. Paliwa kopalne 31 1.11. Ekosystem 32 1.12. Cykle biogeochemiczne 33 1.12.1. Cykl węgla 33 1.12.2. Cykl azotu 33 1.12.3. Cykl fosforu 35 1.12.4. Cykl siarki 36 1.13. Uwagi końcowe 36 Literatura 36 Rozdział 2 Zasoby energii 38 2.1. Źródła energii, nośniki energii, energia pierwotna 38 2.2. Energia pierwotna - historia i perspektywy 39 2.3. Zasoby energii źródeł odnawialnych 40 2.4. Raport o inwestycjach w źródła odnawialne w skali świata 40 2.5. Zasoby energii źródeł nieodnawialnych 41 2.5.1. Paliwa kopalne 41 2.5.2. Węgiel 42 2.5.3. Ropa naftowa 42 2.5.4. Gaz ziemny 43 2.5.5. Paliwa jądrowe energii rozszczepiania 43 2.5.6. Paliwa jądrowe energii syntezy 44

2.5.7. Historia pozyskiwania paliw kopalnych 46 2.5.8. Zasoby paliw kopalnych 47 2.6. Przewidywane zapotrzebowanie na energię w skali świata 48 2.7. Biomasa źródłem węgla biologicznego w rozwoju cywilizacji 51 2.8. Problemy o wymiarze globalnym 55 Literatura 59 Rozdział 3 Cywilizacja - rozwój i zagrożenia 61 3.1. Cywilizacja 61 3.2. Rozwój cywilizacji ery agrarnej i przemysłowej 63 3.2.1. Era cywilizacji agrarnej 63 3.2.2. Era cywilizacji przemysłowej 64 3.2.2.1. Uwagi wstępne 64 3.2.2.2. Zanieczyszczenia wody 65 3.2.2.3. Zanieczyszczenia powietrza 65 3.2.2.4. Zanieczyszczenie środowiska naturalnego przez transport 66 3.2.2.5. Kwaśne deszcze 67 3.2.2.6. Dziury ozonowe 68 3.2.2.7. Efekt cieplarniany 68 3.2.2.8. Zagrożenie systemu rozrodczego człowieka 72 3.2.2.9. Wpływ zanieczyszczeń powodowanych spalaniem paliw kopalnych na zdrowie ludzkie 74 3.2.2.10. Promieniotwórczość - skażenie środowiska 74 3.2.2.11. Gospodarka gruntami 76 3.2.2.12. Odpady komunalne 76 3.3. Technologie energii ery cywilizacji przemysłowej 77 3.3.1. Uwagi wstępne 77 3.3.2. Technologie przemiany paliw kopalnych w energię elektryczną lub ciepło 78 3.3.3. Elektrownie konwencjonalne 80 3.3.4. Układ mieszany turbiny gazowej i parowej 81 3.3.5. Uwagi końcowe 82 3.4. Energia jądrowa rozszczepienia 83 3.4.1. Uwagi wstępne 83 3.4.2. Rys historyczny rozwoju fizyki jądrowej 86 3.4.3. Właściwości jąder atomowych 87 3.4.4. Względne odchylenie masy 89 3.4.5. Promieniotwórczość 90 3.4.6. Oddziaływanie promieniowania z materią 91 3.4.7. Biologiczne efekty promieniowania jonizującego 91 3.4.8. Energia wiązania 92 3.4.9. Defekt masy 93 3.4.10. Reakcje jądrowe 93 3.4.11. Energia reakcji jądrowych 94

3.4.12. Oddziaływania neutronów z jądrami 95 3.4.13. Proces rozszczepienia 96 3.4.14. Warunki utrzymywania reakcji łańcuchowej 97 3.4.15. Współczynnik mnożenia 98 3.4.16. Ogólne zasady działania reaktorów jądrowych 100 3.4.17. Reaktory jądrowe rozszczepienia 103 3.4.17.1. Wprowadzenie 103 3.4.17.2. Reaktory termiczne lekkowodne 104 3.4.17.3. Reaktor termiczny ciężkowodny 106 3.4.17.4. Reaktor termiczny grafitowy 106 3.4.17.5. Reaktory wysokotemperaturowe 107 3.4.17.6. Reaktory prędkie powielające 108 3.4.17.7. Reaktory pracujące na uranie U-233 110 3.4.17.8. Reaktory generacji o pasywnym układzie samozabezpieczania się 111 3.4.18. Uwagi końcowe 111 3.5. Powrót do gospodarowania w biosferze 112 3.6. Myślenie ekologiczne i edukacja ekologiczna 114 Literatura 115 Rozdział 4 Wyzwania cywilizacji 118 4.1. Cywilizacja i jej wyzwania 118 4.2. Zapobieganie kryzysowi wynikającemu z niestabilnych dostaw oraz nieprzewidywalnych cen ropy ze złóż arabskich 118 4.3. Zachowanie klimatu ziemskiego dla przyszłych pokoleń 121 4.4. Nowoczesność ery cywilizacji zrównoważonego rozwoju 124 Literatura 126 Rozdział 5 Ogniwa paliwowe 127 5.1. Czy ogniwa paliwowe mogą być początkiem pożądanego przełomu w skali świata? 127 5.2. Rys historyczny rozwoju ogniw paliwowych 128 5.3. Zasada działania 130 5.4. Ogniwa paliwowe elektrochemiczne 133 5.4.1. Ogniwo paliwowe polimerowe bezpośrednio zasilane wodorem - PEFC 133 5.4.2. Ogniwo ceramiczne (SOFC), w którym zastosowano tlenki metali 136 5.4.2.1. Ceramiczne ogniwo paliwowe, budowa i zasada działania 136 5.4.2.2. Ceramiczne ogniwa paliwowe zasilane gazem naturalnym 140 5.4.2.3. Ceramiczne ogniwa paliwowe integrowane z produktem zgazowania węgla 140 5.4.2.4. Ceramiczne ogniwa paliwowe z anodą w postaci ciekłej cyny - LTA-SOFC 144 5.4.2.5. Modyfikacja ogniwa paliwowego SOFC - eliminacja reformatora

oraz odsiarczania 144 5.4.2.6. Udział konsorcjum państw Unii Europejskiej w rozwoju elektrowni SOFC o dużej mocy 145 5.4.3. Ogniwo paliwowe bezpośrednio zasilane metanolem - DMFC 145 5.4.4. Ogniwo paliwowe węglanowe - MCFC 149 5.4.4.1. Zasada działania i rozwój prac nad MCFC 149 5.4.4.2. Ogniwo paliwowe węglanowe DFC jako modyfikacja ogniwa typu MCFC 151 5.4.4.3. Węglanowe ogniwo paliwowe integrowane z fermentacją beztlenową ciekłych ścieków komunalnych 152 5.4.4.4. Węglanowe ogniwo paliwowe zasilane produktem beztlenowej fermentacji odpadów zwierzęcych 154 5.4.5. Ogniwo paliwowe zasadowe - AFC 155 5.4.5.1. Zasada działania i rozwój 155 5.4.5.2. Ogniwa paliwowe zasilane wodorem pozyskiwanym ze stałych odpadów komunalnych i przemysłowych 156 5.4.6. Ogniwo paliwowe fosforowe - PAFC 157 5.4.7. Ogniwo paliwowe zasilane etanolem 158 5.5. Mikrobiologiczne ogniwa paliwowe 159 5.5.1. Uwagi wstępne 159 5.5.2. Mikrobiologiczne ogniwo paliwowe przetwarzające ścieki organiczne bezpośrednio do elektryczności 161 5.5.3. Mikrobiologiczne ogniwo paliwowe zasilane wodorem uzyskiwanym w wyniku przetwarzania glukozy przez mikroorganizmy 162 5.5.4. Mikrobiologiczne ogniwo paliwowe wytwarzające elektryczność lub wodór z odpadów organicznych 163 5.5.5. Mikrobiologiczne ogniwo paliwowe wytwarzające wodór z celulozy 163 5.5.6. Mikrobiologiczna fotosynteza produkcji wodoru 164 5.5.7. Mikrobiologiczna konwersja biomasy lignocelulozowej do metanolu 164 5.5.8. Uwagi końcowe 165 5.6. Rola firm, nauki i państwa w rozwoju i wdrażaniu ogniw paliwowych jako generatorów energii w transformacji do gospodarowania w biosferze 166 5.7. Firmy wdrażające ogniwa paliwowe 169 5.7.1. Ogniwa paliwowe bezpośrednio zasilane wodorem 169 5.7.2. FuelCell Energy 170 5.7.3. POSCO Power - firma południowokoreańska 171 5.7.4. Tognum, MTU CFC Solutions 172 5.7.5. UTC Power - fosforowe ogniwa paliwowe typu PAFC 172 5.7.6. Ogniwa paliwowe typu SOFC 173 5.7.6.1. Ogniwa zasilane paliwami węglowodorowymi 173 5.7.6.2. Toyota Motor Corporation 175 5.7.6.3. Ceres Power Holdings 175 5.7.6.4. Ceramic Fuel Cells Ltd 176 5.7.6.5. Ceramic Fuel Cells - NetGenPlus i BluGen 176 5.8. Rola nauki w rozwoju ogniw paliwowych 177

5.9. Rola państwa w rozwoju technologii ogniw paliwowych 179 5.9.1. Finansowanie i zarządzanie 179 5.9.2. USA 180 5.9.3. Kanada 184 5.9.4. Europa 184 5.9.5. Australia 186 5.9.6. Brazylia 187 5.9.7. Chiny 187 5.9.8. Indie 188 5.9.9. Izrael 188 5.9.10. Japonia 189 5.9.11. Korea Południowa 189 5.9.12. Republika Południowej Afryki, Singapur, Tajwan 189 5.10. Stan rozwoju ogniw paliwowych 190 5.10.1. Wartość sprzedaży i moc zainstalowanych ogniw paliwowych 190 5.10.2. Zastosowania stacjonarne 191 5.10.3. Podręczne bezprzewodowe urządzenia elektroniczne 192 5.10.4. Transport samochodowy 194 5.10.5. Transport autobusowy 204 5.10.6. Transport szynowy 207 5.10.7. Transport lotniczy 208 5.10.8. Transport morski 209 5.10.9. Ogniwa paliwowe w armii USA 210 5.11. Uwagi końcowe 212 Literatura 213 Rozdział 6 Wodór i metanol nośnikami energii ogniw paliwowych 217 6.1. Wodór 217 6.1.1. Wodór w rozwoju cywilizacji 217 6.1.2. Historia i teraźniejszość 218 6.1.3. Wodór jako pierwiastek chemiczny i jako źródło energii 219 6.1.4. Technologie produkcji wodoru 220 6.1.4.1 Rozkład elektrolityczny - energia elektryczna 220 6.1.4.2. Rozkład termochemiczny - bezpośredni rozkład wody 221 6.1.4.3. Cykle termochemiczne - energia jądrowa rozszczepienia 221 6.1.4.4. Rozkład termochemiczno-elektrolityczny 222 6.1.4.5. Rozkład radiolityczny - energia jądrowa syntezy 222 6.1.4.6. Rozkład termochemiczno-radiolityczny 223 6.1.4.7. Mikrobiologiczne przetwarzanie związków organicznych do wodoru 223 6.1.4.8. Pozyskiwanie wodoru ze sztucznej fotosyntezy 224 6.1.5. Dotychczas opracowane technologie pozyskiwania wodoru 225 6.1.5.1. Projekty badawcze prowadzone w Niemczech 225 6.1.5.2. Wodór z energii kinetycznej wiatrów - elektroliza wody 225

6.1.5.3. Wodór z paliw kopalnych - koncepcje rozwoju po 2002 roku 226 6.1.5.4. Wodór z gazu naturalnego 226 6.1.5.5. Wodór wytwarzany z metanolu w procesie parowego reformingu 227 6.1.5.6. Wodór z gazu naturalnego 228 6.1.5.7. Wodór z węgla kopalnego 228 6.1.5.8. Separacja i oczyszczanie gazu 228 6.1.5.9. Sekwestracja CO 2 229 6.1.6. Transport i dystrybucja wodoru 230 6.1.7. Perspektywy produkcji i sposoby wykorzystania 230 6.2. Metanol 231 6.2.1. Uwagi wstępne 231 6.2.2. Metanol jako paliwo teraźniejszości i przyszłości 232 6.2.3. Metanol jako paliwo w układach mieszanych turbiny gazowej i parowej 232 6.2.4. Metanol jako nośnik wodoru w ogniwach paliwowych zasilanych bezpośrednio metanolem 233 6.2.5. Produkcja metanolu z węgla 234 6.3. Produkcja metanolu z biomasy i węgla kopalnego z udziałem mionowo-katalitycznej syntezy jądrowej 236 6.3.1. Uwagi wstępne 236 6.3.2. Mionowo-katalityczna synteza deuter-tryt 237 6.3.3. Biomasa w produkcji metanolu 242 6.3.4. Węgiel w produkcji metanolu 243 6.3.5. Mionowo-katalityczna zimna" synteza jądrowa typu deuter-tryt w produkcji metanolu 244 6.3.6. Ekonomiczny aspekt transportu biomasy na duże odległości 248 6.3.7. Ekonomiczne uzasadnienie skali produkcji metanolu z biomasy 248 6.3.8. Bieżące koszty uprawy, pielęgnacji i pozyskiwania biomasy 248 6.3.9. Problem uwodorniania biogazu do gazu syntezowego 249 6.3.10. Uwagi końcowe 249 6.4. Scenariusze rozwoju 250 6.5. Uwagi końcowe 257 Literatura 267 Rozdział 7 Biomasa źródłem węgla biologicznego 270 7.1. Informacje ogólne o uprawie biomasy 270 7.2. Korzyści ekonomiczne wynikające z pozyskiwania i przetwarzania biomasy 275 7.3. Wpływ stosowania biomasy jako paliwa na środowisko 276 7.4. Zasoby biomasy 276 7.5. Technologie uprawy i pozyskania biomasy 277 7.6. Informacje o planach rozwoju bioenergii opublikowane w końcu lat dziewięćdziesiątych XX wieku oraz na początku XXI wieku 285 7.6.1. Stany Zjednoczone 285

7.6.2. Szwecja 288 7.6.3. Holandia 289 7.6.4. Unia Europejska 290 7.7. Transformacja gospodarki Polski z ery paliw kopalnych do ekonomii wodoru i metanolu 291 Literatura 294 Rozdział 8 Transformacja cywilizacji z ery ognia do ekonomii wodoru i metanolu 297 8.1. Transformacja gospodarki świata do ekonomii wodoru 297 8.1.1. Źródła energii w transformacji cywilizacji do ekonomii wodoru 297 8.1.1.1. Energia kinetyczna wiatrów 297 8.1.1.2. Energia światła słonecznego 298 8.1.1.3. Elektrolityczna zimna synteza jądrowa 301 8.1.2. Technologie źródeł energii w transformacji cywilizacji do ekonomii wodoru 304 8.1.2.1. Integracja technologii energii kinetycznej wiatrów z polimerowymi ogniwami paliwowymi 304 8.1.2.2. Beztlenowa fermentacja ścieków komunalnych integrowana z węglanowymi ogniwami paliwowymi jako odnawialne źródło energii na terenach zurbanizowanych 311 8.1.2.3. Gazyfikacja stałych odpadów komunalnych bezpośrednio zasilająca wodorem ogniwa paliwowe jako odnawialne źródło energii na terenach zurbanizowanych 313 8.1.2.4. Zintegrowany układ procesu zgazowywania węgla, turbiny gazowej i ceramicznego ogniwa paliwowego jako odnawialne źródło energii na terenach zurbanizowanych 314 8.1.2.5. Integracja turbin wodnych z małą retencją wodną jako źródło energii o zerowej emisji CO 2 315 8.1.2.6. Polimerowe ogniwa paliwowe zasilane bezpośrednio wodorem w transporcie autobusowym 316 8.1.2.7. Sztuczna fotosynteza źródłem wodoru w słonecznej domowej stacji wodorowej 317 8.1.2.8. Sztuczna fotosynteza źródłem wodoru w słonecznej stacji wodorowej na autostradzie wodorowej 317 8.1.2.9. Ogniwa paliwowe generatorami energii w transporcie szynowym 317 8.2. Transformacja gospodarki świata do ekonomii metanolu 318 8.2.1. Metanol ciekłym paliwem węglowodorowym w ogniwach paliwowych 318 8.2.2. Nośniki i źródła energii w transformacji cywilizacji do ekonomii metanolu 319 8.2.3. Technologie w transformacji cywilizacji do ekonomii metanolu 320 8.2.3.1. Technologia produkcji metanolu z węgla kopalnego 320 8.2.3.2. Technologia układu mieszanego turbiny gazowej i parowej zasilanej metanolem 320

8.2.3.3. Integracja ceramicznego ogniwa paliwowego oraz układu mieszanego turbiny gazowej i parowej 322 8.2.3.4. Ceramiczne ogniwo paliwowe zasilane metanolem źródłem napędu statków morskich 323 8.2.3.5. Metanol jako źródło wodoru pozyskiwanego przez jego parowy reforming 323 8.2.3.6. Ogniwo paliwowe bezpośrednio zasilane metanolem 324 8.2.3.7. Metanol uzyskiwany z biomasy, z węgla kopalnego z udziałem neutronów o wysokich energiach, którego produkcja i użytkowanie byłyby neutralne wobec efektu cieplarnianego 324 Literatura 324 Rozdział 9 Prekursorzy transformacji cywilizacji z ery ognia do ekonomii wodoru i metanolu 327 9.1. Wspólnoty wodorowe 327 9.2. Autostrady wodorowe 329 9.3. USA - główny prekursor transformacji 330 9.3.1. Plany inwestycyjne w zakresie odnawialnych źródeł energii 330 9.3.2. Zapobieganie kryzysowi wynikającemu z niestabilnych dostaw ropy ze złóż arabskich oraz z nieprzewidywalnych jej cen 331 9.3.3. Dążenie do zachowania klimatu ziemskiego dla przyszłych pokoleń 333 9.3.4. Program Departamentu Energii USA z 17 stycznia 2007 roku dotyczący sprawności energetycznej, energii odnawialnej, wodoru, ogniw paliwowych, technologii i infrastruktury 335 9.3.5. Program Departamentu Energii USA dotyczący rozwoju technologii wodorowych - H2A 336 9.3.6. Program Departamentu Energii USA dotyczący badań nad wodorem i pojazdami napędzanymi ogniwami paliwowymi - FY2010 337 9.3.7. Traktor nieemitujący zanieczyszczeń 338 9.3.8. Projekt programu Departamentu Energii USA Wodór i ogniwa paliwowe" 339 9.3.9. Rynek ogniw paliwowych według Departamentu Energii USA 341 9.3.10. Wspólnoty wodorowe w USA 342 9.3.11. Autostrady wodorowe 343 9.4. Kanada - wspólnota wodorowa na Wyspie Księcia Edwarda 344 9.5. Kraje Oceanii 344 9.5.1. Australia 344 9.5.1.1. Popyt i podaż energii w Australii" - raport końcowy dla Ministerstwa Energii 344 9.5.1.2. Australijski plan Czysta energia - energią przyszłości" 346 9.5.1.3. Propozycja współpracy Australii z Polską 347 9.5.1.4. Wspólnoty wodorowe w Australii 348 9.5.2. Nowa Zelandia 349 9.6. Wybrane kraje Ameryki Południowej, Azji i Afryki 349

9.7. Transformacja Europy z ery ognia do ekonomii wodoru 356 9.8. Uwagi końcowe 375 Literatura 376 Rozdział 10 Problemy rozwoju polskiej wsi i kraju oraz możliwości ich rozwiązywania 379 10.1. Problem bezrobocia na wsi 379 10.2. Problem wzrostu PKB odniesionego do hektara uprawy użytków rolnych 381 10.3. Mała retencja wodna 383 10.3.1. Uwagi wstępne 383 10.3.2. Dylematy przyszłości - woda 383 10.3.3. Znaczenie małej retencji wodnej 387 10.4. Zadłużenie państwa polskiego 387 10.5. Węgiel kopalny szansą rozwoju obszarów wiejskich i Górnego Śląska 388 10.6. Przyszłość energetyki jądrowej w Polsce 391 10.7. Przyszłość gazu łupkowego w Polsce 394 10.8. Udział odnawialnych źródeł energii w rozwoju wsi i kraju 395 10.9. Rozwój wspólnot wodorowych na terenie Polski 398 10.10. Strategia rozwoju obszarów wiejskich 400 10.11. Wspólnoty wodorowe na terenach wiejskich 412 10.12. Wspólnoty wodorowe na terenach miejskich 416 10.13. Znaczenie wspólnot wodorowych dla polskiej gospodarki 419 10.14. Dotychczasowa działalność konsorcjum Bioenergia na rzecz Rozwoju Wsi 421 Literatura 429 Rozdział 11 Transformacja cywilizacji do ekonomii wodoru i metanolu szansą rozwoju wsi i miast 432 11.1. Transformacja Polski do ekonomii wodoru 432 11.1.1. Uwagi wstępne 432 11.1.2. Technologie transformacji Polski do ekonomii wodoru w programie konsorcjum Bioenergia na rzecz Rozwoju Wsi 436 11.1.2.1. Transformacja gospodarki z ery ognia do ekonomii wodoru 436 11.1.2.2. Integracja energii wiatrów z polimerowymi ogniwami paliwowymi szansą rozwoju regionów zlokalizowanych w pobliżu brzegów morskich 436 11.1.2.3. Ceramiczne ogniwa paliwowe zasilane produktem zgazowania węgla 437 11.1.2.4. Węglanowe ogniwa paliwowe zasilane produktem beztlenowej fermentacji ciekłych ścieków komunalnych 439 11.1.2.5. Węglanowe ogniwa paliwowe zasilane produktem beztlenowej fermentacji odpadów zwierzęcych 439

11.1.2.6. Polimerowe ogniwa paliwowe zasilane wodorem pozyskiwanym ze stałych odpadów komunalnych i przemysłowych 441 11.1.2.7. Sztuczna fotosynteza źródłem wodoru bezpośrednio zasilającego ogniwo paliwowe 442 11.1.2.8. Elektrolityczna zimna synteza jądrowa 443 11.1.3. Priorytetowe technologie transformacji Polski do ekonomii wodoru w programie konsorcjum Bioenergia na rzecz Rozwoju Wsi 443 11.2. Transformacja Polski do ekonomii metanolu 445 11.2.1. Uwagi wstępne 445 11.2.2. Metanol strategicznym paliwem XXI wieku 446 11.2.3. Transformacja gospodarki Polski do ekonomii metanolu w programie konsorcjum Bioenergia na rzecz Rozwoju Wsi 449 11.3. Transformacja do ekonomii wodoru i metanolu 450 11.3.1. Rola państwa w transformacji 450 11.3.2. Państwo zapewniające ustawodawstwo wspierające rozwój paliw i energii XXI wieku 451 11.3.3. Państwo wspomagające tworzenie warunków wodnych na gruntach upraw rolnych 451 11.3.4. Państwo udzielające poparcia firmom mającym uczestniczyć we wspólnym przedsięwzięciu na przyszłych rynkach paliw i energii 453 11.4. Rola nauki w transformacji cywilizacji do ekonomii wodoru i metanolu 454 11.5. Grupy zagadnień naukowych centralnego programu rozwoju kraju 460 11.5.1. Tematy programu 460 11.5.2. Edukacja 460 11.5.3. Transformacja obecnej struktury wsi do struktury zrównoważonej produkcji konsumpcyjnej i energetycznej 462 11.5.4. Lokalizacja przestrzenna plantacji i przedsiębiorstw produkcji metanolu w regionach 464 11.5.5. Mała retencja wodna 465 11.5.6. Monitoring satelitarny jako czynnik zapobiegania nieurodzajowi roślin 466 11.5.7. Uprawa roślin i pozyskiwanie biomasy 467 11.5.8. Przetwarzanie biomasy lignocelulozowej, jej termiczna konwersja do substancji łatwej do transportu i magazynowania 468 11.5.9. Zagadnienia termicznej konwersji biomasy 469 11.5.9.1. Uwagi wstępne 469 11.5.9.2. Termiczny rozkład biomasy lignocelulozowej 470 11.5.9.3. Rodzaje konwersji termicznej 471 11.5.9.4. Znaczenie poszczególnych technologii konwersji biomasy dla gospodarki Polski 473 11.5.10. Procesy uzupełniające produkcję gazu syntezowego 476 11.5.11. Mionowo-katalityczna synteza jądrowa 476 11.5.12. Technologie ogniw paliwowych 477 11.5.13. Konwencjonalne stacjonarne układy energetyczne zasilane

Biomasą 477 11.5.14. Niekonwencjonalne stacjonarne układy energetyczne biomasa-ogniwa paliwowe 477 11.5.15. Środki transportu miejskiego napędzane ogniwami paliwowymi 478 11.5.16. Internet 478 11.6. Ośrodek badawczo-rozwojowy 480 11.7. Krajowe Stowarzyszenie Producentów Metanolu 481 11.8. Regionalne stowarzyszenia producentów metanolu 481 11.9. Przedsiębiorstwo produkcji kwalifikowanych sadzonek, ich aklimatyzacji, zakładania plantacji i żniw biomasy 482 11.10. Międzynarodowe przedsiębiorstwo wspólnot wodorowych 483 Literatura 484 Podsumowanie 487 oprac. BPK